Tinh sạch một phần và nghiên cứu một số tính chất của Superoxide Dismuatase (SOD1) từ tôm sú (Penaeus monodon)

Superoxide dismutase (SOD, EC.1.15.1.1) là enzyme phân hủy gốc superoxide, thuộc nhóm các dạng oxi phản ứng và có vai trò quan trọng trong bảo vệ tổn thương oxi hóa ở các cơ thể sinh vật, đặc biệt, SOD còn có vai trò trong đáp ứng miễn dịch ở tôm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát hiện thấy hoạt độ SOD tổng số của mô cơ tôm sú cao hơn 10 lần so với của huyết tương, tuy nhiên hoạt độ riêng SOD trong huyết tương lại cao hơn trong cơ gấp 9,2 lần so với trong mô cơ, điều này chứng tỏ có sự tập trung của SOD trong huyết tương. Bằng phương pháp điện di gel hoạt tính, chúng tôi phát hiện thấy có 2 dạng SOD trong huyết tương trong khi chỉ có một dạng SOD trong mô cơ của tôm sú.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tinh sạch một phần và nghiên cứu một số tính chất của Superoxide Dismuatase (SOD1) từ tôm sú (Penaeus monodon) TAP CHI SINH HOC 2020, 42(1): 93–101 DOI: 10.15625/0866-7160/v42n1.14737 PARTIAL PURIFICATION AND CHARACTERIZATION OF A SUPEROXIDE DISTIMUTASE (SOD1) FROM BLACK TIGER SHRIMPS Penaeus monodon Tran Minh Hien1, Nguyen Thi Hong Loan1,2, Trinh Dinh Quynh1, Ngo Thi Trang2, Dang Thi Lua3, Phan Tuan Nghia1,2,* 1 Key Laboratory of Protein and Enzyme Technology, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi 2 Faculty of Biology, VNU University of Science, Vietnam National University, Hanoi 3 Research Institute for Aquaculture No. 1 Received 26 December 2019, accepted 9 March 2020 ABSTRACT Superroxide dismutase (SOD, EC.1.15.1.1) is the enzyme which dismutates superoxide radicals and plays an important role in protection of living cells against oxidative stress. SOD is also involved in immune response in shrimps. In this study, it was found that the total SOD activity of black tiger shrimp muscular tissues is 10 fold higher than that of the haemolymph, however, the specific activity of SOD in the shrimp haemolymph is 9.2 fold higher than that of muscular tissues. By using active gel electrophoresis, 2 different SOD forms were found in black tiger shrimps (one in muscular tissues and two in haemolymph). Using DE-52 cellulose and Q-Sepharose ion exchange column chromatography, one SOD (SOD1) from black tiger shrimp haemolymph was partially purified, and its purity was 31.2 times higher than that of the starting haemolymph. The SOD1 was shown to have mainly one protein band of approximately 24 kDa on SDS-PAGE. SOD1 was most active at 45oC and pH of 5.5. At a concentration of 5 mM, Mn2+ strongly activated SOD1 (up 200% activity), Ca 2+ và Zn2+ could increase approximately 20% activity while Cu2+ inhibited more than 60% ativity of the enzyme. Keywords: (Penaeus monodon) black tiger shrimps, ion exchange chromatography, purification, superoxide dismutase. Citation: Tran Minh Hien, Nguyen Thi Hong Loan, Trinh Dinh Quynh, Ngo Thi Trang, Dang Thi Lua, Phan Tuan Nghia, 2020. Partial purification and characterization of a superoxide distimutase (SOD1) from black tiger shrimps Penaeus monodon. Tap chi Sinh hoc (Journal of Biology), 42(1): 93–101. https://doi.org/10.15625/0866- 7160/v42n1.14737. *Corresponding author email: phantuannghia@vnu.edu.vn ©2020 Vietnam Academy of Science and Technology (VAST) 93  TAP CHI SINH HOC 2020, 42(1): 93–101 DOI: 10.15625/0866-7160/v42n1.14737 TINH SẠCH MỘT PHẦN VÀ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA SUPEROXIDE DISMUATASE (SOD1) TỪ TÔM SÚ (Penaeus monodon) Trần Minh Hiền1, Nguyễn Thị Hồng Loan1,2, Trịnh Đình Quỳnh1, Ngô Thị Trang2, Đặng Thị Lụa3, Phan Tuấn Nghĩa1,2,* 1 Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Enzym và Protein, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 2 Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 3 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản I Ngày nhận bài 26-12-2019, ngày chấp nhận 9-3-2020 TÓM TẮT Superoxide dismutase (SOD, EC.1.15.1.1) là enzyme phân hủy gốc superoxide, thuộc nhóm các dạng oxi phản ứng và có vai trò quan trọng trong bảo vệ tổn thương oxi hóa ở các cơ thể sinh vật, đặc biệt, SOD còn có vai trò trong đáp ứng miễn dịch ở tôm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát hiện thấy hoạt độ SOD tổng số của mô cơ tôm sú cao hơn 10 lần so với của huyết tương, tuy nhiên hoạt độ riêng SOD trong huyết tương lại cao hơn trong cơ gấp 9,2 lần so với trong mô cơ, điều này chứng tỏ có sự tập trung của SOD trong huyết tương. Bằng phương pháp điện di gel hoạt tính, chúng tôi phát hiện thấy có 2 dạng SOD trong huyết tương trong khi chỉ có một dạng SOD trong mô cơ của tôm sú. Sử dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion qua cột DE-52 cellulose và Q-sepharose, chúng tôi đã thu nhận được một chế phẩm SOD (SOD1) có độ sạch cao hơn ban đầu 31,2 lần; trên điện di gel polyacrylamide có chứa SDS, chế phẩm cho một băng protein chính có khối lượng phân tử khoảng 24 kDa. SOD1 hoạt động tốt nhất ở 45oC và pH 5,5. Ở nồng độ 5 mM, Mn2+ có tác dụng hoạt hóa mạnh SOD1 (tăng lên tới 200%), Ca2+ và Zn2+ có khả năng làm tăng 20% hoạt độ enzyme, trong khi đó Cu2+ lại ức chế hơn 60% hoạt độ của SOD1. Từ khoá: Sắc ký trao đổi ion, superoxide dismutase, tinh sạch, tôm sú. *Địa chỉ liên hệ email: phantuannghia@vnu.edu.vn MỞ ĐẦU từ 2 tiểu đơn vị giống nhau, với khối lượng phân tử (KLPT) khoảng 16 kDa, chứa một Superoxide dismutase (SOD, nguyên tử Cu2+ và một nguyên tử Zn2+ trong EC.1.15.1.1) là một enzyme xúc tác phản trung tâm hoạt động, thường định khu trong tế ứng chuyển hóa gốc O2·ˉ thành H2O2 và có bào chất. Đây là dạng SOD phổ biến nhất chức năng cân bằng nồng độ các dạng oxi trong các tế bào nhân thực và có trình tự axit phản ứng và bảo vệ tế bào khỏi các stre ...